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如表2.7所示。

表2.6轧件在通用精轧孔型中的展宽系数β

孔型 成品孔型 椭圆孔型 力压孔型 扁孔型 大圆钢

小圆钢 0.22~0.3 0.3~0.5 0.5~0.8 0.6~0.9 0.2~0.3 0.2~0.3 0.4~0.6 0.5~0.75

表2.7轧件在扁孔型中的展宽系数 轧机 330 580 800 弧底扁孔型 平底扁孔型

光辊 0.5~0.75 0.45~0.65

0.45~0.65 0.45~0.65 0.4~0.5

0.4~0.5 0.45~0.6 0.35~0.5 0.35~0.5

第三章 典型产品孔型设计

以φ25mm圆钢为例，设计其轧制时所需孔型。(精轧机轧辊直径为300mm,粗轧机轧辊直径为500mm)

根据前面所述孔型设计的方法、孔型系统的选择等因素综合考虑，本题以通用孔型系统为精轧所采用，而粗轧选用菱——方孔型系统。 精轧孔型设计 1.成品孔型尺寸

成品孔宽度bk=[d+(0.5~1.0)Δ+]1.003 =[25+0.5×0.3]1.003 =25.4mm

成品孔高度hk=[d-(0.5~1.0)Δ+]1.003 =[25-0.5×0.3]1.003 =24.8mm

成品孔基圆半径R=1/2[d-(0~1.0) Δ-]1.003 =1/2[25-0.5×0.8]1.003 =12.5mm

辊缝s=2mm,成品孔扩张角θ=30°,外圆角半径r=1mm. 扩张半径R′的计算：

侧角 ρ=tan-1(bk-2Rcosθ)/(2Rsinθ-s) = tan-1 (25.4-25×cos30°)/(25×sin30°-2) =21.1°

ρ<θ,所以R′=(2Rsinθ-s)/(4cosρsin(θ-ρ)) =10.5/0.56 =18.8mm

2.成品前孔——椭圆孔型尺寸 hk=25(0.80~0.9)=25×0.85=21.25mm bk=25(1.38~1.78)=25×1.58=39.5mm

取s=2mm,则椭圆孔型内圆弧半径R=[( hk-s) 2+ b2k]/4( hk-s)

=[(21.25-2) 2+39.152]/4(21.25-2) =18.0mm 椭圆孔型的外圆角半径r=1mm. 3.立椭圆孔型尺寸 hk=(1.25~1.32)d=1.3×25=25.8mm bk=(1.15~1.2)d=1.18×25=29.5mm 孔型侧壁斜度ψ=40%，R=0.7×25=17.5mm,R′=R/3=5.8mm,r=1mm,s=2mm 4.扁孔型尺寸

hk=(1.0~1.1)d=1.0525=26.3mm bk=(1.65~1.8)d=1.725=42.5mm

孔型侧壁斜度ψ=40%，R=（0.05~0.2）bk=0.1×42.5=4.3mm R′=(2~5)d=4×25=100mm, s=2mm,r=1mm 5.确定方轧件边长

a=(1.26~1.47)d=1.35×25=34mm

为使方轧件断面形状较为精确,采用对角方孔型,其孔型的构成尺寸为 h=1.41a=48.0mm b=1.42a=48.2mm 取s=2mm,r=1mm

为有可能使方轧件四个角近于相同，而使孔型的内圆角半径R=5mm,这时孔型的实际高度为hk=h-0.828R=48-0.828×5=43.94mm。

在上述各精轧孔型尺寸确定之后，按已定出的方轧件尺寸及表2.6和表2.7的数据求出各孔型中的轧件实际可能达到的宽度皆略小于孔型的宽度，因此可以认为所设计的孔型尺寸是可用的。 粗轧孔型设计 1.轧制道次的确定 F0=120×120=14400mm2，F1=34×34=1165mm2

菱——方孔型系统的平均延伸系数μ=1.2~1.4, 取μ=1.3, 则轧制道次为 n=(㏒14400-㏒1165)/ ㏒1.3=7.6道,取8道. 2.方孔尺寸的计算

取k1与k3一对方孔的平均延伸系数μ1=1.26,则a3=μ1×34=43mm 则k1孔尺寸为a1=34mm,b1=h1=1.41×34=48mm 取s1=4mm,r1=0.15×34=5mm,r2=0.12×34=4mm bk1= b1-s=44mm, hk1= h1-0.83×8=45mm 3.扁孔尺寸的计算 k2孔高度h2=0.690×34(1+34/43)-1=41mm k2孔宽度b2=1.38×43(1+3/43)+2=64mm β=2arctan41/64=65°18′ α=180°-65°18′=114°42′<120°,轧制稳定 取s2=4mm,R1=0.09×64=6mm,R2=0.1×64=6mm bk2=64×(4/41)=57.76mm hk2=41-2×6(1+(41/64)-1)=37.63mm

k3、k5、k7孔的求法同k1孔，其尺寸分别为 k3孔：a3=43mm,b3=h3=1.41×43=61mm s3=2mm,r1=0.15×43=6mm,r2=0.12×43=5mm bk3=b3-s=57mm, hk3=h3-0.83×8=54mm

k5孔:a5=56mm,b5=h5=1.41×56=79mm s5=5mm,r1=0.15×56=8mm,r2=0.12×56=7mm bk5=b5-s=74mm,hk5=h5-0.83×8=72mm

k7孔:a7=75mm,b7=h7=1.41×75=106mm

s7=5mm,r1=0.15×75=11mm,r2=0.12×75=9mm bk7=b7-s=101mm,hk7=h7-0.83×8=99mm k4、k6、k8孔的求法同k2孔，其尺寸分别为 k4孔：h4=0.690×43(1+43/56)-1=51mm b4=1.38×56(1+3/51)+2=84mm β=2arctan51/84=62°24′ α=180°-62°24′=117°36′<120°, 轧制稳定 取s4=4mm,r1=0.09×84=8mm,r2=0.1×84=8mm bk4=84×(1-4/51)=77.40mm hk4=51-2×6(1+(51/84)-1)=48.96mm

k6孔:h6=0.690×56(1+56/75)-1=66mm b6=1.38×75(1+3/66)+2=108mm β=2arctan66/108=62°48′ α=180°-62°48′=117°12′<120°, 轧制稳定 取s6=5mm,r1=0.09×108=10mm,r2=0.1×108=11mm bk6=108×(1-5/66)=99.82mm, hk6=66-2×6(1+(66/108)-1)=63.94mm

k8孔:h8=0.690×75(1+75/120)-1=83mm b8=1.38×75(1+3/83)+2=109mm β=2arctan83/109=74°30′ α=180°-74°30′=105°30′<120°, 轧制稳定 取s8=5mm,r1=0.09×109=10mm,r2=0.1×109=11mm bk8=109×(1-5/83)=102.42mm hk8=83-2×6(1+(83/109)-1)=79.92mm

轧制中各道次孔型的构成参数见表3.1和表3.2 表3.1精轧各道次孔型的构成参数

道次 辊缝，mm 轧槽宽度,mm 孔型高度,mm 扩张半径,mm 1 2 3 4

5 2 2 2 2

2 25.4 39.5 29.5 42.5

—— 24.8 21.25 25.8 26.3

43.94 —— —— 40% 40%

—— 12.5

侧壁斜度基圆半径,mm —— —— ——

—— 18.8 —— —— —— ——

表3.2粗轧各道次孔型的构成参数

道次 辊缝,mm 轧槽宽度,mm 孔型高度,mm 构成宽度,mm 构成高度,mm β 6 7 8 9 10 11 12

13 4 4 4 4 5 5 5

5 44 57.76 57 77.40 74 99.82 101

102.42 45 37.63 54 48.96 72 63.94 99

79.92 48 64 61 84 79 108 106

109 48 41 61 51 79 66

106

83 —— 65°18′ —— 62°24′ —— 62°48′ —— 74°30′

参考文献:

[1]赵松筠 唐文林.型钢孔型设计(第二版)[M].北京:冶金工业出版社,2000,1-18. [2]王延溥.轧钢工艺学[M].北京:冶金工业出版社,1981, [3]白光润.孔型设计[M].沈阳:东北工学院出版社,1992, [4]沈茂盛 李曼云.[M].北京:冶金工业出版社,2003,149 致谢

历时一个多月的毕业设计终于结束，我终于完成了这部作品，这里面每一个图形的绘制，每一行语句的调试，每一段文本的输入之中都有我辛勤的汗水。一个月的设计时间虽然短暂，